[發明專利]電子束粉末床增材制造裝備加速電源裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201710997070.2
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107689732B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發明（設計）人: 黃小東;韋壽祺;秦玉江;蔡樹立;費翔;覃胤鴻;梁祖明;陸葦;董陽;王偉;唐強
• 申請（專利權）人: 桂林獅達技術股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M7/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種電子束粉末床增材制造裝備加速電源裝置及其控制方法，該裝置包括供電整流濾波單元、直流檢測單元、中央控制裝置、控制器、驅動單元、第一變換器、第二變換器、第一變壓器、第二變壓器及高壓發生器，第一變換器、第一變壓器和高壓發生器中的第一高壓整流濾波單元構成了第一LLC諧振逆變電路；第二變換器、第二變壓器和高壓發生器中的第二高壓整流濾波單元構成了第二LLC諧振逆變電路。該方法包括對加速電源輸出電壓進行調節；控制器的調節運算；LLC逆變電路采用混合調節模式；控制器的監控功能。本發明能提高加速電源系統調節速度及降低高壓放電的危害，降低加速電源系統兩大主要干擾的動態降落及縮短恢復時間。

技術領域

本發明涉及電子束增材制造裝備領域，具體涉及一種電子束粉末床增材制造裝備加速電源裝置，包括供電整流濾波單元、直流檢測單元、中央控制裝置、控制器、驅動單元、第一變換器、第二變換器、第一變壓器、第二變壓器及高壓發生器。

本發明還涉及一種電子束粉末床增材制造裝備加速電源裝置控制方法。

背景技術

電子束粉末床增材制造技術是采用電子束在計算機的控制下按零件截面輪廓的信息有選擇性地熔化金屬粉末，并通過層層堆積，直至整個零件全部熔化完成，最后去除多余的粉末便得到所需的三維產品。與激光及等離子束增材制造相比，電子束增材制造具有非常明顯的優點，如能量利用率高、加工材料廣泛、無反射、加工速度快、真空環境無污染及運行成本低等。電子束增材制造是高性能復雜金屬零件的理想增材制造技術，在航空航天、汽車及生物醫學等領域有廣闊的發展前景。而電子束粉末床增材制造裝備是一種綜合了真空物理、精密機械、電子技術、電子光學、高電壓技術、計算機和控制技術等多種技術的高科技產品，加速電源是其關鍵部件。輸出電壓的波動不但影響電子束斑的質量，而且影響增材制造精度。因此，電子束粉末床增材制造裝備輸出電壓不光對靜態控制精度提出較高的要求，而且對動態指標特別是抗擾性能指標的動態降落及恢復時間提出了嚴苛的要求。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明所解決的問題是如何對加速電源的輸出電壓靜態精度及動態指標進行高要求控制。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是一種電子束粉末床增材制造裝備加速電源裝置，包括供電整流濾波單元、直流檢測單元、中央控制裝置、控制器、驅動單元、第一變換器、第二變換器、第一變壓器、第二變壓器及高壓發生器，所述供電整流濾波單元的輸入端與電網相接，其輸出的平直的不可控直流電經所述直流檢測單元進行檢測后進入并聯相接的所述第一變換器、第二變換器的逆變電路輸入端，所述第一變換器、第二變換器輸出的高頻電源對應送入所述第一變壓器、第二變壓器的一次繞組輸入端，所述第一變壓器、第二變壓器的二次繞組輸出端對應接入所述高壓發生器的第一高壓整流濾波單元、第二高壓整流濾波單元的輸入端，所述第一變換器、所述第一變壓器和所述第一高壓整流濾波單元構成了第一LLC諧振逆變電路；所述第二變換器、所述第二變壓器和所述第二高壓整流濾波單元構成了第二LLC諧振逆變電路；所述高壓發生器的高壓端接至電子槍的陰極，低壓端與大地相接，電子槍的陽極亦與大地相接，輸出的高壓檢測信號及電子束流檢測信號傳送到所述控制器上，所述控制器同時接收來自所述中央控制裝置的高壓設定信號和電子束流設定信號、接收來自所述直流檢測單元的供電直流電壓和供電直流電流的檢測信號、接收來自所述驅動單元的功率開關管工作狀態檢測信號，所述控制器對上述各個輸入信號進行綜合處理產生可控驅動波形信號送入所述驅動單元的輸入端，所述驅動單元將驅動波形經隔離放大后分別接至所述第一變換器、第二變換器中各個功率開關管的控制極，各個功率開關管的集電極有信號反饋回所述驅動單元用于監控所述功率開關管工作狀況。

所述第一LLC諧振逆變電路和第二LLC諧振逆變電路的電路參數、逆變波形及逆變頻率相同，但逆變波形相位相差

所述第一高壓整流濾波單元與所述第二高壓整流濾波單元的電路結構與參數相同，其電路結構有全橋整流濾波和二倍壓整流濾波兩種電路；